Пристрій для перемішування рідин

Реферат: Пристрій для перемішування рідини з газом містить корпус з вхідними та вихідними патрубками для подачі рідинних та газових реагентів, всередині якого розміщений порожнистий вал, в верхній частині якого виконані отвори для подачі газового реагенту. З метою зменшення гідравлічного опору та збільшення продуктивності самоусмоктуючих мішалок кромки отворів порожнистого вала мають зріз з кутом нахилу 20-45°. UA 76528 U (12) UA 76528 U UA 76528 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв хімічного машинобудування і дозволяє інтенсифікувати процеси абсорбції чи хемосорбції шляхом забезпечення більш високого газовмісту в об'ємі, що перемішується, завдяки значному зниженню гідравлічного опору апарата та підвищенню ефективності використання газоподібного реагенту при проведенні указаних процесів в хімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості. Відомі пристрої для перемішування газу з рідинами, в яких порожнистий вал поєднаний з мішалкою з порожнистими лопатями, розташованими перпендикулярно вала. Газовий компонент в них подається або через отвори, виконані в порожнистому валу, або через спеціальну конструкцію муфти [1, 2]. Ці пристрої створюють значний місцевий гідравлічний опір під час переміщення газового компоненту, що значно зменшує продуктивність пристрою по газу. Відомий пристрій для перемішування рідини з газом, який складається з вертикального вала з установленим на ньому порожнистим диском, перпендикулярно площині якого по периферії розташовані порожнисті лопаті, які виконані в вигляді радіально розташованих клинів, вершина яких направлена до вала. Порожнина диска з газовим середовищем апарата сполучається за допомогою круглих отворів [3]. Під час обертання вала проходить всмоктування газу із газового середовища, що знаходиться над поверхнею рідини. В даному пристрої газ, перш ніж потрапити в перемішуваний об'єм, проходить через отвори, що мають круглу форму в порожнистому валу і в самому пристрої. При цьому газовий потік долає значний місцевий гідравлічний опір, який створюється отворами у порожнистому валу, що значно знижує продуктивність перемішуючого пристрою по газовому компоненту. Відомий пристрій для перемішування газу з рідиною, який складається з ємності з патрубком для подачі газу і розміщеним в ній порожнистим валом, у верхній частині якого виконані отвори, а нижній кінець вала має насадку з додатковими порожнистими лопатями [4]. Під час усмоктування газу, що прореагував, при його русі через отвори в верхній частині порожнистого вала та через перерозподільну насадку в його в нижній частині до порожнистих лопатей газовий потік повинен долати значний гідравлічний опір, який суттєво впливає на продуктивність перемішуючого пристрою по газу. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності мішалки по газу, за рахунок зниження гідравлічного опору порожнистого вала при будь-яких швидкостях обертання вала мішалки. Поставлена задача вирішується тим, що в апараті об'ємного типу, який складається з корпусу апарата з патрубками для введення реагентів та виводу продуктів реакції, по осі апарата розміщений порожнистий вал, в нижній частині якого закріплений пристрій для перемішування ежекційного типу, а в верхній частині вала виконані отвори, кромки яких по товщині стінок мають зріз з кутом нахилу 20-45° в сторону обертання, або отвори, що розвернуті виступом в сторону обертання вала, або отвори, в яких з сторони напрямку обертання є козирок, установлений біля краю отвору. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 розміщений апарат з пристроєм для проведення газорідинних реакцій - загальний вид; фіг. 2, фіг. 3 - варіанти виконання отворів в порожнистому валу. Пристрій для проведення газорідинних реакцій складається з апарата об'ємного типу 1, під кришкою якого розміщений розподільчий пристрій 2, по центру апарата розташований порожнистий вал 3 з самоусмоктуючою ежекційною мішалкою 4. Газовий реагент через штуцер на кришці апарата подається в розподільчий пристрій 2 і через отвори 5 в верхній частині порожнистого вала 3 засмоктується в ежекційну мішалку 4. При транспортуванні газу через порожнистий вал в останньому для зменшення гідравлічного опору отвори 5 прямокутної, квадратної чи круглої форм мають з фронтальної та тильної сторони зріз кромок з кутом нахилу 20-45° (переріз А1-А1 - варіант 1; (переріз А2-А2). Для отворів прямокутної чи квадратної форми кромка тильної сторони отвору має закруглення (переріз А1-А1 - варіант 2). Дня збільшення продуктивності мішалки отвори круглої форми можуть бути розвернутими в сторону обертання вала на кут 35-75° і мати кут нахилу розвертання 12-18° відносно до площі перпендикулярної осі обертання вала (переріз А3-А3). Кромка отворів прямокутної чи квадратної форм з фронтальної сторони має приварний козирок 6, розташований під кутом нахилу 20-45° (переріз А4-А4), або козирок може бути виконаний відгинанням частини поверхні вала або у вигляді відбортовки під таким же кутом 20-45° фронтальної кромки отвору (переріз А5-А5). Отвори 5 можуть бути виконані у вигляді прорізів та відгинанням тильної сторони в напрямку до центра вала, а фронтальної сторони - в напрямку за межі поверхні вала, остання виконує функцію козирка 6. Виступ козирка дорівнює 1/3-2/5 ширини отвору. З метою забезпечення умов міцності та вібростійкості в ослабленій отворами частині вала горизонтальні прорізі на валу закінчуються 1 UA 76528 U 5 10 15 20 25 30 35 просвердлинами 7, які дозволяють зменшити концентрацію місцевих напружень в зоні, де закінчуються прорізі (переріз А6-А6). Пристрій працює таким чином. Під час обертання порожнистого вала 3 з самоусмоктуючою мішалкою 4 проходить передача кінетичної енергії перемішуючому середовищу. Внаслідок дії гідродинамічного потоку, що обтікає лопаті самоусмоктуючої ежекційної мішалки 4, в порожнистості ротора мішалки виникає розрідження і тому газоподібний реагент або повітря через отвори 5 в верхній частині порожнистого вала 3 транспортується із розподільчого пристрою 2 в порожнину вала 3 і далі завдяки ежекційного ефекту диспергують у вигляді дрібних кульок в перемішуючий об'єм рідини. За рахунок виконання отворів 5 в порожнистому валу у вигляді скошених або округлених поверхонь, знижується гідравлічний опір газового потоку, що переходить із розподільчого пристрою 2 в порожнину вала 3. При цьому досягається більш висока ефективність пристрою відносно відомих. Розташування козирків 6 на фронтальній частині отворів сприяє додатковому захвату частини газоподібного реагенту і направленню його в порожнину вала. Крім того козирок 6 створює підтискуючий ефект на потік, що переходить через отвори в порожнистому валу, а отже, збільшує динамічний тиск в порожнині вала. Порівняння даних, одержаних під час лабораторних випробувань по оцінюванню самоусмоктуючих мішалок по продуктивності по газу, закріплених на валу, традиційного виконання з аналогічними даними для самоусмоктуючих мішалок такого же діаметра, закріплених на порожнистих валах з запропонованими конструкціями отворів свідчать про збільшення продуктивності по газу, або повітрю на користь запропонованої корисної моделі та її варіантів. Отримані дані дають можливість зробити висновок, що запропонований пристрій порожнистого вала з вищеописаними отворами дозволяє значно збільшити продуктивність по газовому компоненту без підвищення швидкості обертання вала та додаткових витрат потужності на перемішування за рахунок значного зменшення місцевого гідравлічного опору та збільшення динамічного тиску газового потоку. Джерела інформації: 1. Штербачек З., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. - Л.: Госхимиздат, 1963.-416 с. 2. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах. - Л.: Химия, 1984.-336 с. 3. А.С. №1318271 (СССР). Устройство для смешения жидкости с газом./ А.Р. Голубев, В.А. Марков, А.И. Ершов и др. 1987, Б.И. №23. 4. А.С. № 814429 (СССР). Устройство для смешения газа с жидкостью/ Стронгин Г.М., Матвеев А.С, Гришин Ю.А. 1981, Б.И. №11. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Пристрій для перемішування рідини з газом, що містить корпус з вхідними та вихідними патрубками для подачі рідинних та газових реагентів, всередині якого розміщений порожнистий вал, в верхній частині якого виконані отвори для подачі газового реагенту, який відрізняється тим, що з метою зменшення гідравлічного опору та збільшення продуктивності самоусмоктуючих мішалок кромки отворів порожнистого вала мають зріз з кутом нахилу 20-45°. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що отвори порожнистого вала мають круглу, прямокутну або квадратну форму. 3. Пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що тильна кромка отворів порожнистого вала має округлу форму. 4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що круглі отвори порожнистого вала розвернуті в напрямку обертання вала під кутом 35-75°. 5. Пристрій за пп. 3, 4, який відрізняється тим, що круглі отвори порожнистого вала мають нахил під кутом 12-18° відносно до площини перпендикулярної осі обертання вала. 6. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що фронтальна кромка прямокутної і квадратної форми отвору має козирок, розташований біля краю отвору. 7. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що виступ козирка не перевищує 1/3-2/5 ширини прямокутного або квадратного отвору. 8. Пристрій за пп. 6, 7, який відрізняється тим, що козирок має кут нахилу 20-45° в сторону обертання вала відносно до радіального напрямку. 2 UA 76528 U 5 9. Пристрій за пп. 6, 7, 8, який відрізняється тим, що козирок виконаний за рахунок відгинання частини поверхні вала. 10. Пристрій за пп. 6, 7, 8, 9, який відрізняється тим, що отвори в порожнистому валу, розташовані в напрямку осі вала, з передньої сторони вигнуті в напрямку до центра вала, а з другої сторони в напрямку за межі стінки вала. 11. Пристрій за пп. 8, 9, 10, який відрізняється тим, що з метою забезпечення умов міцності та вібростійкості порожнистого вала в ослабленому отворами перерізі, горизонтальні прорізі відбортованих частин кромок прямокутної або квадратної форми отворів закінчуються просвердлинами. 3 UA 76528 U 4 UA 76528 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5